Добро пожаловать на форум сайта Forum Index Добро пожаловать на форум сайта www.triz-guide.com
Изобретателями не рождаются - ими становятся!
 
 FAQFAQ   SearchSearch   MemberlistMemberlist   UsergroupsUsergroups   RegisterRegister 
 ProfileProfile   Log in to check your private messagesLog in to check your private messages   Log inLog in 

Холод как источник энергии

 
Post new topic   Reply to topic    Добро пожаловать на форум сайта Forum Index -> Невероятно, но факт
View previous topic :: View next topic  
Author Message
Gentleman
Основатель


Joined: 22 Nov 2005
Posts: 626
Location: Красноярск

PostPosted: Wed Oct 11, 2006 2:19 pm    Post subject: Холод как источник энергии Reply with quote

Залепа Н.А.
Холод как источник энергии

Аннотация:

Нами запатентован новый альтернативный способ получения дешевой электроэнергии, использующий воду и естественный холод.

В природе движения воздуха и воды (морские и океанские течения) происходят вследствие различной плотности нагретых и холодных масс этих тел. В физике такие движения называются конвекционными и широко используются в технике, например, в системах водяного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.
Циркуляция воды в этом случае осуществляется под давлением P=(P1-P2), измеряемым в сотых долях атмосферы, т.к. она происходит в условиях поля земного тяготения и при малой разности плотностей холодной и нагретой воды. Естественно, использовать незначительную кинетическую энергию потока воды в системе отопления, кроме как для работы самой системы, нет смысла.
А мы предлагаем осуществлять теплообмен между рабочими телами в условиях центробежного поля вращающегося теплообменника с угловой скоростью. При ускорении центробежного поля, во много раз превышающем ускорение земного поля, циркуляция рабочих тел будет проходить под давлением в десятки, даже в сотни атмосфер, что позволяет кинетическую энергию струи рабочего тела эффективно превращать в механическую, а затем - в электрическую.
Потоки жидкостей в теплообменнике организованы симметрично относительно оси вращения, а вход этих потоков в теплообменник и их выход из него осуществляются через соосные с теплообменником каналы. Сколько жидкости уходит от центра вращения, столько же и приходит. Все это исключает работу теплообменника в режиме центробежного насоса, а также уравновешивает центробежные силы F1 и F2 на радиальных участках каналов, кроме этого уравновешиваются моменты от сил Кориолиса. С точки зрения механики теплообменник в данном случае является маховиком, вращающимся с постоянной угловой скоростью, а значит, энергия привода, вращающего маховик, расходуется на преодоление трения только в подшипниках.
С помощью вращающего теплообменника можно превращать в электрическую энергию теплоту низкотемпературных источников тепла, в том числе и бросового, например, тепла отработанного ядерного топлива на АЭС, которое еще в течение нескольких лет остается "горячим".
Можно также превращать в электрическую энергию теплоту конденсации отработанного пара на тепловых электростанциях, повышая их К.П.Д. на 5-6%.
Теплообменник может работать и в качестве насоса.
Так как тепло во вращающемся теплообменнике напрямую превращается в кинетическую энергию струи нагреваемой жидкости, как это имеет место в реактивных двигателях, в которых тепло напрямую превращается в кинетическую энергию газа, в нашем случае это будет реактивный двигатель для жидкой среды. Применение такого двигателя, работающего на тех же отработанных урановых стержнях, на подлодке позволит отказаться от сложной технологической цепочки: атомный реактор - турбогенератор - электродвигатель - ходовой винт.
Но главным достоинством вращающегося теплообменника является то, что он открывает путь к новому альтернативному способу получения дешевой энергии.
Теплообменник, как двигатель, работает только в том случае, если получается разность плотностей рабочей жидкости в его каналах в процессе теплообмена.
Для изменения плотности рабочих тел в теплообменнике предлагается использовать ... холод, вернее, условия, которые создаются в природе при минусовых температурах. В качестве теплоносителя можно использовать подледную воду, а в качестве теплоприемника - охлажденную на воздухе жидкость, не замерзающую в естественных условиях (патент Украины 41697А, "Способ преобразования теплоты жидкого теплоносителя в механическую работу").
Из второго закона термодинамики следует, что для превращения теплоты в механическую работу необходимо иметь температурный перепад. В зимнее время при минусовых температурах таким источником тепла может служить вода замерзшей речки или водоема. Подо льдом температура воды +4град.С, а надо льдом - меньше 0град.С. Разница температур налицо, причем эта разница держится с завидным постоянством (по 4-6 месяцев в году и даже больше) на огромных пространствах Сибири, Финляндии, Норвегии, Швеции, Канады, Аляски.
Плотность воды при температуре +4град.С наибольшая и составляет 1000 кг/м3.
Кроме того, подледная вода - емкий теплоноситель, т.к. при ее охлаждении с +4град.С до 0град.С выделяется 16.76 кДж теплоты из расчета на массу в 1 кг, а при замерзании - еще 334 кДж (скрытая теплота кристаллизации). В итоге получается 350.76 кДж теплоты. Для сравнения: в гидростанции с перепадом уровней воды в 100 м работа, совершаемая водой массой 1 кг при падении, эквивалентна примерно 1 кДж теплоты.
Энергии 350.76 кДж достаточно для нагревания 1 л воды от 0град.С до 83.7град.С, но так как замерзание воды происходит при 0град.С, то очевидно, что теплом кристаллизации можно нагревать рабочие тела с температурой меньше 0град.С (по второму закону термодинамики тепло самопроизвольно передается только от горячего тела к холодному). Такими телами могут быть жидкости, не замерзающие в естественных условиях и имеющие температуру кипения больше +4град.С, например, этиловый спирт или соленая вода. Теплоты в 350.76 кДж достаточно для нагревания 14.4 кг этилового спирта от -10град.С до 0град.С.
Установка работает так. После замерзания водоема в теплообменник 1 подаются подледная вода температурой +4град.С и этиловый спирт, охлажденный в батарее 2 до температуры меньше 0град.С. Теплообменник постоянно вращается с помощью электропривода 3 в вакуумной камере 4. спирт нагревается до 0град.С, а вода охлаждается до образования ледовой крошки через общую теплообменную стенку 5. Ледовую крошку можно получить, периодически удаляя ледовую корку, появляющуюся в процессе охлаждения воды спиртом, импульсами тока, который пропускают через пленочное сопротивление 6, нанесенное на теплообменную стенку 5 по слою электроизолятора 7. На элементарные потоки рабочих тел, движущихся от центра вращения теплообменника 1, подействуют центробежные силы, которые будут больше центробежных сил, действующих на потоки, направляющиеся к центру вращения Fw>Fi, F1>F2 что объясняется различной плотностью тел в потоках (до теплообмена плотности больше, а после - меньше). Вследствие этого появляются и разности давлений в каждом потоке рабочих тел. Кинетическая энергия потоков, выходящих из теплообменника под большим давлением, превращается турбогенераторами 8 и 9 в электрическую энергию. После турбогенератора этиловый спирт направляется в радиатор 2 для охлаждения, завершая тем самым свой термодинамический цикл. Ледовая крошка после турбогенератора 9 сбрасывается в накопитель льда 10, а потом в водоем в виде талой воды в теплое время года.
К.П.Д. теплообменника зависит в первую очередь от значений разности центробежных сил и разности плотностей рабочих тел. Расчеты показывают, что современные конструкционные материалы позволяют создавать вращающиеся теплообменники с центробежными силами, превращающими в механическую работу до 20% теплоты подледной воды. Можно использовать только теплоту, которая выделяется при охлаждении воды от +4град.С до 0град.С, избегая ее кристаллизации. В этом случае придется отказаться от системы образования ледовой крошки, увеличив лишь объем подачи воды в теплообменник. При этом К.П.Д. установки уменьшится всего на 5-7%.
Если теплообменник изготовить из углеродных нанотрубок Сумио Ишима, вес которых в 4-5 раз меньше, а прочность - в 100 раз больше углеродистых сталей (в настоящее время это - не фантастика, а реальность), то его К.П.Д. может достигать 50-60% и больше.
Что же касается мощности, то при площади теплообменной стенки 0.25 м2 и температуре воздуха -10град.С она достигает 7 кВт при суточном расходе подледной воды 9 м3. Естественно, что у больших рек и водоемов можно строить установки мощностью в десятки и сотни тысяч киловатт.
Наш вращающийся теплообменник пригодится и для превращения в механическую энергию теплоты низкотемпературных источников тепла, в том числе теплоты отработанного ядерного топлива на АЭС, которое еще в течение нескольких лет остается "горячим". В этом случае конструкция теплообменника упрощается: один канал для теплоотводящей жидкости плюс полость для отработанного ядерного топлива.
Можно также превращать теплоту конденсации отработанного пара на тепловых электростанциях в механическую работу, повышая их К.П.Д. на 5-6%.
Back to top
View user's profile Send private message
Vladimir S
Профессионал


Joined: 02 Dec 2005
Posts: 467
Location: Russia

PostPosted: Thu Oct 12, 2006 9:37 pm    Post subject: Reply with quote

Неплохо бы было привести ссылку на оригинал.

- - - - - - - -
У меня тоже есть довольно простая идея получения энергии из холода. В Сибири (и не только) зимой неисчерпаемый источник этой энергии...
Back to top
View user's profile Send private message Visit poster's website
Display posts from previous:   
Post new topic   Reply to topic    Добро пожаловать на форум сайта Forum Index -> Невероятно, но факт All times are GMT + 7 Hours
Page 1 of 1

 
Jump to:  
You can post new topics in this forum
You can reply to topics in this forum
You cannot edit your posts in this forum
You cannot delete your posts in this forum
You cannot vote in polls in this forum



Powered by phpBB © 2001, 2005 phpBB Group